二分查找的边界设定

边界值leftright的初始值 例如在有序数组中查找指定值的下标时,可能的结果范围为[0, len-1],因此初始化时应该使用:

int left = 0, right = len - 1;

但在查找插入位置问题(在有序数组中,找到插入指定值target的下标)中,边界的下标取值范围是[0, len],即len也在取值范围中,因此初始化时应当设置:
int left = 0, right = len;

计算mid值 为了避免溢出,计算mid通常使用:
int mid = left + (right - left) / 2;

缩小边界 【二分查找的边界设定】通常需要使用一个if...else...语句来改变边界,最方便清晰的方法,是将arr[mid] < targetarr[mid] == targetarr[mid] > target三种情况分别写出。
例如,在查找插入位置问题中,我们需要找到第一个小于等于target值的位置,这时可以考虑几个条件:
  • arr[mid] < target: 这时左边界left应该在mid的右侧,因此应该取left = mid + 1
  • arr[mid] > target: 这时右边界right应该在mid的左侧,因此应该取right = mid - 1
  • arr[mid] == target: 这时mid左侧仍可能存在与target相等的元素,因此应使right = mid
if (arr[mid] < target) { left = mid + 1; } else if (arr[mid] == target){ right = mid; } else { right = mid - 1; }

循环的条件 通常将循环条件设为left < right,这样当循环退出时,可以保证left == right
避免无限循环
while (left < right) { int mid = left + (right - left) / 2; if (condition1) { left = mid; } ... }

在上述代码中,若数组中只有两个元素,即right == left + 1的情况下,条件condition1一直成立,这时mid == left恒成立,left一直得不到更新,始终满足while循环的条件,就会造成死循环。
因此可以通过下面的方式计算mid,以防出现死循环。
int mid = left + (right - left + 1) / 2;

参考
  1. https://leetcode.com/problems...

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